AT378166B

AT378166B - Verfahren zur verhinderung der kondensation von klebstoffmischungen

Info

Publication number: AT378166B
Application number: AT220379A
Authority: AT
Original assignee: Uniprojekt Projektova Inzenyrs
Priority date: 1979-03-23
Filing date: 1979-03-23
Publication date: 1985-06-25
Also published as: ATA220379A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Kondensation von bei der Herstel- lung von Holzspanplatten und agglomerierten Platten auf Basis der Aminoaldehyd- oder Phenol- - Kresolharze verwendeten wässerigen Klebstoffmischungen und bezweckt die Rohstoffe aus in als
Abfallprodukte anfallenden Lösungen in ihrer ursprünglichen oder in modifizierter Form zurückzu- gewinnen.

In Betrieben der holzverarbeitenden Industrie, wie in Werken für die Erzeugung von Holzspanplatten, Sperrholzplatten usw. werden wässerige Klebstoffmischungen der oben angegebenen Art angewendet. Obwohl die Manipulierung mit diesen Gemischen, bzw. mit ihren einzelnen Komponenten mechanisiert ist, gelangen sie in die Ablassstoffe der Werke, beispielsweise im Normalbetrieb infolge der Undichtigkeit von Pumpen, Rohrleitungen usw., beim Reinigen der Rohrleitungen, Pumpen, Vorratsbehälter, Transportbehälter, wobei deren Menge im Verlauf des Arbeitszyklus und auch der Woche beträchtlich schwankt. Eine erhöhte Menge fällt bei Betriebsstörungen, insbesondere in Fällen an, bei denen es notwendig ist, ganze Chargen von bereits aufbereiteten Reagenzien abzulassen. Die Klebstoffmischungen werden mit Wasser vermischt, so dass sie stark verdünnt in den Ablass geführt werden.

Die Klebstoffmischungen werden durch den eigentlichen Klebstoff, durch Härtungsmittel hiefür und durch das zum Verdünnen auf die Betriebskonzentration verwendete Wasser gebildet. In einer Reihe von Betrieben werden zusammen mit den Klebstoffmischungen auch lyophobisierende Reagenzien angewendet. Die angewendeten Klebstoffe sind vom Harnstoff-Formaldehyd- und Phenol-Formaldehyd- - Typ aber auch vom Melaminharztyp, deren Klebeffekt sich durch Kondensationsreaktionen nach der Zugabe in die zu klebenden Materialien unter genau festgesetzten Bedingungen ergibt. Die Kondensationsreaktion ist irreversibel. Zur Beschleunigung der Kondensationsreaktion werden den Gemischen Härtungsmittel zugegeben. Am häufigsten werden dazu anorganische Salze, wie z. B.

Ammoniumsalze, benutzt. Die hydrophobisierenden Reagenzien haben die Verminderung der Neigung des Materials, durch Wasser angegriffen zu werden, zum Ziel. So wird z. B. Paraffin durch Ölsäure stabilisiert. Alle diese Komponenten können daher im anfallenden Abwasser in wechselnder Menge vorkommen. Die Analysen zeigen, dass die wesentlichen Bestandteile der Abwässer von den Klebstoffen stammen, deren Anteil sich zwischen 0, 1 bis 0, 8% bei der Erzeugung von Holzspanplatten und 2 bis 3% bei der Erzeugung von Sperrholzplatten bewegt.

Die Klebstoffe, z. B. Harnstoff-Formaldehyd-Harze werden in gelöster Form eingesetzt und hydrolysieren bzw. kondensieren beim Verdünnen spontan und die entstehenden Produkte fallen
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aus vernachlässigbar. Die Anwesenheit fein dispergierter Niederschläge fördert die spontane Kondensation, die in der Nähe der Oberfläche einzelner Partikel abläuft. Die Kondensation wird auch durch erhöhte Turbulenz, beispielsweise durch intensives Rühren, beschleunigt.

Der kolloidale Charakter der Klebstofflösungen wird bis zur Konzentration von etwa 10% beibehalten. Die Stabilität der kolloidalen Anteile wird durch die Existenz der sterischen Barriere an der Oberfläche der Makromoleküle und durch die energetische Barriere, die durch die Ladungsverteilung entsteht, bedingt. Die höchste energetische Barriere befindet sich in der Zone des neutralen PH-Wertes. In frisch aufbereiteten Betriebslösungen bis zur Zone des PH-Wertes von 6, 6 bis 7, 5 zeigt sich der stabilisierende Effekt der energetischen Barriere, wogegen der Effekt der sterischen Barriere unbedeutend ist. Dieser nimmt dann an Bedeutung zu, wenn zur Lösung des Klebstoffs Stoffe zugegeben werden, die der spezifischen Adsorption an aktiven Stellen des Klebstoffmoleküls fähig sind.

Der stabilisierende Effekt dieser Stoffe kann bei der Inhibition der Kondensation der Klebstoffe ausgenutzt werden. Das den Klebstoff oder die Klebstoffe enthaltende Wasser wurde bisher als Abwasser angesehen und als Abwasser auch verworfen. Am häufigsten werden gemeinsame Reinigungsanlagen für dieses Abwasser und für Fäkalienspülwasser entworfen. Wenig häufig wird separate biologische Reinigung vorgesehen und nur in Ausnahmefällen wird auch chemische Vorreinigung in Betracht gezogen. Ein gemeinsames Merkmal all dieser Methoden ist der begrenzte und verhältnismässig niedrige Wirkungsgrad der einzelnen entworfenen Reinigungsmethoden, weshalb meist die Betriebsabwässer mit reinem Wasser auf die für den Vorfluter zulässigen Werte verdünnt werden, wodurch allerdings der Nutzwasserverbrauch beträchtlich erhöht wird.

Die Reinigung von Abwasser und das Ableiten derselben in Gewässer ist auch aus ökonomischen Gründen nachteilig. Es entstehen auch Verluste an den in diesem Wasser enthaltenen Klebstoffen, die einen wertvollen Rohstoff darstellen. In der letzten Zeit wurden Versuche unternommen, die im Schlamm enthaltenen Klebstoffe nach chemischer Vorreinigung unter Anwendung der Niederschlagsmethode zu verwerten. Mit Rücksicht darauf, dass von der Gesamtmenge der in der Lösung enthaltenen Klebstoffe nur ungefähr 20% aus dem Niederschlag gewonnen werden können, und ferner mit Rücksicht darauf, dass infolge des oben beschriebenen Mechanismus der Kondensation die auf diese Weise gewonnenen Klebstoffe im Grunde genommen entwertet werden, ist der angedeutete Weg relativ wenig effektiv.

Die gegenwärtige ungünstige Situation im Bereich der Abwässer aus der Produktion von Holzspanplatten und agglomerierten Platten wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch restlos beseitigt, dass gemäss der Erfindung der wässerigen Klerbstoffmischung alkalisierende Reagenzien, z. B. Ammoniumhydroxyd oder Natriumhydroxyd, in einer Menge von 0, 3 bis 500 mg/l des Kreislaufwassers bis zum Erreichen eines pH-Wertes von 7 bis 8, 5 und anschliessend dem alka-
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die Reaktionsfähigkeit der Klebstoffmischung aufrechtzuerhalten.

Mit Rücksicht auf die Tatsache, dass die bisherigen Methoden der Beseitigung giftiger Abwässer, welche bei der Verarbeitung von synthetischen Klebstoffen in der Möbelindustrie und auch in andern holzverarbeitenden Industriezweigen anfallen, den gesetzlichen Forderungen im Bereiche des Umweltschutzes und der Reinheit der Gewässer nicht entsprechen, bringt die Erfindung einen beträchtlichen Fortschritt, weil einerseits für die Gewässer bedenkliche Abwässer überhaupt nicht anfallen und Nutzwasser in beträchtlicher Menge eingespart wird und weil anderseits sonst verlorene Klebstoffe und Härtemittel quantitativ zurückgewonnen werden.

Durchlaufende Studien der Abwässer in einem Industriebetrieb mittlerer Grösse, in dem Holzspanplatten, agglomerierte Platten und Sperrholzplatten hergestellt werden, haben gezeigt, dass durchschnittlich je Tag 3000 m3 Wasser anfallen, welches überwiegend Klebstoffe in einer Konzentration von etwa 15 g/l und Härtemittel und Paraffinemulsion enthält, was einer Menge von 45 t 100% gem Klebstoff entspricht, von welchem 80% in gelöster und 20% in nichtgelöster Form vorliegt.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird im folgenden durch ein in der Zeichnung gezeigtes Fliessschema näher erläutert.

Laut dem Fliessschema wird der Holzrohstoff in Form von Holzspänen vom Vorratsbehälter - in die Einrichtung --2-- zum Aufbringen von Klebstoffen mitgenommen. Hier wird dem Holzrohstoff das Klebstoffgemisch zugesetzt, welche aus dem Vorrat des konzentrierten Klebstoffs - -23--, aus dem (nicht gezeigten) Vorrat des Verzögerers, dem Vorrat des Härtemittels --22-- und aus dem Vorrat des hydrophobisierenden Zusatzstoffes --24-- in einem Mischer-25-- hergestellt wird, wobei die angegebenen Bestandteile mit Nutzwasser aus dem Vorrat --21-- auf die verlangte Konzentration verdünnt werden. Dieses Nutzwasser dient gleichzeitig zum Abspülen von Klebstoffgemischen, die an Einrichtungsteilen haften bleiben bzw. die durch Undichtigkeiten in den Transportbahnen einschliesslich der Armaturen ausfliessen.

Hiebei entstehen an den durch das Bezugszeichen --26-- angedeuteten Stellen Sole, welche im Grunde verdünntes Harz in einem breiten Konzentrationsbereich sind und durch die Sammelleitung --4-- in der Anlage --5-- zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens geleitet werden, wo sie in Abhängigkeit vom Verdünnungs-
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Art der Produktion abhängigen andern Zusatzstoffen vermischt werden. Von der Anlage --5-- wer- den die auf diese Weise aufbereiteten Sole durch die Leitung --6-- zurück in den der Herstellung des Klebstoffgemisches dienenden Teil der Anlage geführt. Der mit dem Klebstoffgemisch imprägnierte Holzrohstoff geht mit Hilfe eines Transportsystems in die Verformungsanlage --3-- und von hier aus in die Presse --7--.

Die Wahl erfindungsgemäss einzusetzenden alkalisierenden Reagenzien und der Stabilisierungsmittel wird durch den experimentell zu überprüfenden Ionengehalt des Abwassers bestimmt, wobei für Abwässer mit niedrigem Ionengehalt als Stabilisierungsmittel in erster Reihe polymerisierte

Derivate der Acrylsäure und natürliche tonartige Stoffe von Bentonittyp und für Abwässer mit hohem lonengehalt in erster Reihe Produkte der Hydrolyse von zwei- und dreiwertigen Metallen, aktivier- te Kieselsäure und Stärke in Frage kommen und die zweckmässigsten alkalisierenden Reagenzien insbesondere im Hinblick auf das herzustellende Klebstoffgemisch und die mechanisch-physikali- schen Eigenschaften des Endprodukts zu wählen sind.

Konkrete Alternativen enthalten die folgenden Beispiele :
Beispiel 1 : Einstellen des PH-Wertes durch Natronlauge in der Sammelleitung --4--, mittlere
Dosierung 30 mg/l, Stabilisierung durch Polyacrylamid, Dosierung bis 20 mg/l.

Beispiel 3 : Einstellung des pH-Wertes durch Ammoniakwasser, mittlere Dosierung 50 mg/l, Stabilisierung durch aktivierte Kieselsäure, Dosierung bis 100 mg/l, wobei die Dosierung in der Sammelleitung --4-- und in der Anlage --5-- getrennt vorgenommen wird.

Beispiel 3 : Das Einstellen des pH-Wertes und auch das Stabilisieren erfolgt gleichzeitig durch Zusetzen einer alkalischen Stärkelösung in Dosen von 50 bis 100 mg/l in der Anlage --5-- oder in der Sammelleitung --4--.

Beispiel 4 : Einstellen des PH-Wertes durch Ammoniumhydroxyd in der Sammelleitung--4--, Dosierung von 10 bis 50 mg/l, Stabilisierung durch Hydrolyseprodukte von Aluminiumchlorid oder Aluminiumsulfat in einer Menge bis zu 150 mg/l.

Beispiel 5 : Einstellen des PH-Wertes durch Ammoniumhydroxyd in der Sammelleitung--4--, Dosierung von 10 bis 50 mg/l, Stabilisierung durch Eisen (III)-sulfat oder durch oxydiertes Eisen (II)-sulfat, Dosierung bis 150 mg/l.

Beispiel 6 : Einstellen des pH-Wertes durch Ammoniumhydroxyd in der Sammelleitung --4--, Dosierung von 10 bis 50 mg/l, Stabilisierung durch Eisen (III)-chlorid, Dosierung bis 150 mg/l.

Beispiel 7 : Einstellen des PH-Wertes durch Ammoniumhydroxyd in der Sammelleitung--4--, Dosierung von 10 bis 50 mg/l, Stabilisierung durch Bariumchlorid, Dosierung bis 250 mg/l.

Beispiel 8 : Alkalisierung durch Kalziumhydroxyd, mittlere Dosierung 50 mg/l, Stabilisierung durch eine 5- bis 10%ige Dispersion von Bentonit, Dosierung im Gemisch, Dosen von 50 bis 100 mg/l, in der Sammelleitung --4-- oder in der Anlage --5-.

Bei allen angegebenen Beispielen für die gemischte oder getrennte Anwendung der Reagenzien ist es erforderlich, das behandelte Sol gründlich zu homogenisieren und dann Unlösliches absetzen zu lassen. Damit können die im Abwasser enthaltenen Klebstoffe in Form einer verdünnten Lösung zur Herstellung der erforderlichen Klebstoffgemische zurückgewonnen werden.

Claims

PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Verhinderung der Kondensation von bei der Herstellung von Holzspanplatten und agglomerierten Platten auf Basis von Aminoaldehyd- oder Phenol-Kresolharzen verwendeten wässerigen Klebstoffmischungen, dadurch gekennzeichnet, dass der wässerigen Klebstoffmischung alkalisierende Reagenzien, z. B.

Ammoniumhydroxyd oder Natriumhydroxyd, in einer Menge von 0, 3 bis 500 mg/l des Kreislaufwassers bis zum Erreichen eines PH-Wertes von 7 bis 8,5 und anschlie- ssend dem alkalisch eingestellten Abwasser polymerisierte Derivate der Acrylsäure, Produkte der Hydrolyse von Eisen (II)-, Eisen (III)-, Aluminium-oder Bariumsalzen, aktivierte Kieselsäure, Stärken oder natürliche tonartige Stoffe vom Bentonittyp in einer Menge von 50 bis 500 mg/l zugesetzt werden, um die Reaktionsfähigkeit der Klebstoffmischung aufrechtzuerhalten.